• 제목/요약/키워드: 복합단조공정

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경사부를 갖는 Al 7175 대형 플랜지 단조품의 복합성형공정 개발

  • 이경훈;은일상;이종억;정덕진
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1996년도 제6회 학술강연회논문집
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    • pp.219-226
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    • 1996
  • 일반적으로 밀폐 형단조공정에서 약 10,000톤의 성형력이 필요한 직경이 540mm인 플랜지 형태의 알루미늄 7175 합금 단조품을 2,500톤 프레스에서 단조하기 위한 공정연구를 하였다. 장비의 성형력 부족을 극복하기 위하여 업셋단조와 기계가공 및 전방압출을 조합한 복합성형공정을 제안하였으며, 복합공정은 실제재료를 이용한 $\frac{1}{4}$ 축소 모델 실험과 유한 요소 해석으로 그 타당성이 판단되었고, 선정된 프레스에서 실물 크기의 플랜지 단조 가능성을 확인하였다.

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복합단조 공정을 적용한 Outer Support Ring 개발 (Development of Outer Support Ring using Complex Forging Processes)

  • 주원홍;박성영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.653-659
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    • 2017
  • 본 연구에서는 원웨이 클러치의 핵심 부품인 Outer Support Ring의 복합 단조 공정을 개발하고, 시제품을 제작하여 평가하였다. 기존 공정 즉, 열간 단조와 MCT 가공 공정은 과대한 소재 절삭량과 가공 시간이 길다는 단점이 있다. 이를 극복하고자 열간 단조를 통하여 형상을 구현하고, 냉간 단조를 통하여 정밀한 부품을 성형하였다. 최소한의 가공만을 적용하는 복합 단조 공정을 개발하였다. 상용 소프트웨어인 Deform-3D를 이용하여 단조 해석을 수행하였다. 해석 결과를 바탕으로 열간 단조 및 냉간 단조 공정을 설계하였고, 실제 금형 및 시제품을 제작하였다. 제작한 시제품은 경도, 표면 조도, 내부 결함, 단류선 검사 등의 평가를 수행하였다. 평가결과 특이한 문제점은 발견되지 않았으며, 양산적용이 가능할 것으로 판단된다. 복합 단조를 통하여 열간 단조와 MCT 가공 공정 대비 약 27%의 소재를 절감할 수 있었다. 또한 제품 개당 생산 시간은 약 2.15배 단축되었다. 본 연구를 통하여 원가 절감이 가능한 공정 및 금형 설계 기술을 확립하였고, 이를 통하여 관련 자동차 부품 생산에도 긍정적인 효과가 있을 것으로 기대된다.

복합단조 공정의 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Compound Forging Processes)

  • 전만수;문호근;이민철;서대윤
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.546-550
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    • 1996
  • A fully automatic computer simulation technique of axisymmetric multi-stage compound forging processes was presented in this paper. A penalty rigid-viscoplastic finite element method was employed together with an improved looping method for automatically remeshing with quadrilateral finite-elements only. An application example of six-stage axisymmetric forging processes involving one cold and two hot forging processes, two piercing processes and a sizing process was given with emphasis on automatically tracing the metal flow lines through the whole simulation.

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대형 복합재 연소관 Boss용 Al 합금 국산화 개발

  • 손영일;임성택;은일상;장창범
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1995년도 제4회 학술강연회논문집
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    • pp.127-138
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    • 1995
  • 대형 복합재 연소관 금속 보스용 고강도 알루미늄 합금 7175-T74를 개발하기 위하여, 고순도 7175 합금을 이용하여 링롤 단조법으로 대형링을 제조하였으며, 열처리와 가공 조건을 정밀제어한 특수공정을 적용하여 기존의 재료와 재질 특성을 비교 분석하였다. 분석결과 특수공정의 7175S-T74는 기존의 7175-T74 및 7075-T73에 비해 2차상 입자의 분률이 작고, 동일한 SCC특성(38% IACS) 수준에서 강도와 파괴인성이 동시에 증가한 이상적인 강도-인성-SCC 조합특성을 가졌다. 이는 특수공정에서의 고온열처리에 의한 2차상 입자의 재고용과 그에 따른 석출량 증가 때문이며, 결국 7175 합금, 링롤단조 그리고 T74 특수공정을 조합 적용하면 구조적 신뢰성과 경제성 면에서 유리한 보스용 대형링을 개발할 수 있다.

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점진적 복합성형법을 이용한 대형 돔형 단조품의 공정개발 (Process Development of the Large-Size Dome Shaped Forging-Products Using the Incremental and Combined Forming Method)

  • 박치용;양동열;은일상
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권7호
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    • pp.1685-1696
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    • 1994
  • In this paper, a new forming process of the large-size forgings within the limit of forming loads is developed by introducing the incremental forging method and combined forming method. For the development of the forming process, various related processes are proposed and modelling experiments of plasticine and corresponding numerical simulation ate carried out. Thus, an optimal process considering the productivity and economical efficiency is recommended from the study of formability and forming loads, etc. The selected process is subjected to a modelling experiment of lead and 1/7 scale prototype experiment of the real material so as to verify the effectiveness of a selected process as well as to determine the design parameters. The developed process is then applied the forging product of dome shape. Dome-shaped forgings can be produced by the developed process within the limit loads and with the simple tools.

플랜지형 중공 스핀들의 복합단조 공정설계를 위한 유한요소 시뮬레이션 (Finite Element Simulation for Design of Compound Forging Process for a Hollow Flanged Spindle)

  • 김용조
    • 한국기계가공학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.69-75
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    • 2010
  • A hollow flanged spindle is generally used for the assembly of the driving shaft in some vehicles. This part has conventionally been manufactured by both hot forging and machining process, in which case a circular billet is hot-forged into a flanged spindle blank and then its central part is machined for hollow. Therefore, the development of a new forming technology without further machining processes has strongly been in demand. In this study, a new compound forging process of the hollow flanged spindle was proposed through the finite element simulation. By the proposed compound forging process, both extruding of the spindle body part and piercing for the hollow inside it can be performed at the same time. Metal flow patterns, forging defects and forging forces were investigated through the finite element simulation results.

용탕단조법에 의한 금속복합재료의 성형공정에 있어서 함침한계성에 관한 연구 (A Study on Infiltration Limits in Forming Process of Metal Matrix Composites by Squeeze Casting)

  • 강충길;구광서
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권7호
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    • pp.1751-1760
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    • 1993
  • The squeeze casting process is considered as an attractive way to form the primary product of near net shape metal matrix composites for wide use in automobile industry. To understand for infiltration limit in squeeze casting processes, the SAFFIL short fiber preform of volume fraction $10%{\sim}23%$ were fabricated by vaccum pumping and speed control press, and the optimal condition for fiber preform fabrication had been experimentally obtained. The composite materials were fabricated by forced infiltration of molten metals such as Al6061, Al7075, pure Al, AC8A, and Al2024. The infiltration distance and deformation of fiber preform are observed, and tensile strength were measured from at the room temperature.

로터 폴 단조 공정의 정밀 삼차원 시뮬레이션 및 결과의 검증 (Three-Dimensional Simulation of a Rotor Pole Forging Process and Verification of the Results)

  • 고병호;이민철;제진수;전만수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권12호
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    • pp.158-162
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    • 2002
  • In this paper, the usefulness of a three-dimensional forging simulation technique is verified through its application to process design in rotor pole forging. A simulator, AFDEX3D developed based on the rigid-plastic finite element method and hexahedral elements, is employed. The simulated results of an application example found in a precision forging company are compared with the actually forged ones in detail. It has been verified that the simulation results are in good agreement with the actual phenomena.

금속복합재료의 열간압출공정에 있어서 압출비가 섬유의 파단 및 배향에 미치는 영향 (Effect of the Extrusion Ratios on Fiber Breakage and Orientation in Hot Extrusion Process in Metal Matrix Composites)

  • 강충길;강성수;김봉향
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권7호
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    • pp.1740-1750
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    • 1993
  • The aluminar short fiber reinforced composite materials for hot extrusion were fabricated by semi-solid stirring method, and extruded at extrusion temperature $400^{\circ}C$ with various extrusion ratio. The hot extrusion load of volume fraction 15% metal matrix composites and base alloy Al7075 has been compared. The fiber length distribution, fiber breakage and fiber orientation are investiged to know the fiber behaviour in before and after hot extrusion. The tensile strength of the hot extruded billet are experimentally determined for different of extrusion ratios, and compared with theorically calculated strength.

용탕단조법에 의하여 제조한 $SiC_p$/Al 복합재료의 2차 성형공정이 기계적 성질에 미치는 영향 (Effects of Secondary Forming Process on Mechanical Properties of $SiC_p$/Al Composites Fabricated by Squeeze Casting)

  • 서영호;강충길
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권11호
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    • pp.3474-3490
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    • 1996
  • A metal matrix composites(MMCs) for A16061 reinforced with silicon carbide particles is fabricated by melt-stirring method. The primary products of MMCs billets are prepared by volume fractions 5 vol% to 20 vol% and particle size $13\mu m$ to $22\mu m$.This paper will be made to examine the microstructure and mechanical properties of fabricated $SiC_p$/Al 6061 composite by melt-stirring and squeeze casting method. The MMC billets is extruded at $500^{\circ}C$ under the constant extrusion velocity $V_e$=2mm/min using curved shape die. Extrusion force, particle rearrangement, micro structure and mechanical properties of extruded composites will be investigated. The mechanical properties of primary billets manufactured by melt-stirring and squeeze casting method will be compared with extrusion specimen. The effect of volume fraction and size of the reinforcements will be studied. The increase in uniformity of particle dispersion is the major reason for an improvement in reliability due to hot extrusion with optimal shape die. Experimental Young's modulus and 0.2% offset yield strength for the extruded MMCs will be compared with theretical values calculated by the Eshelby method. A method will be proposed for the prediction of Young's modulus and yield strength in $SiC_p$ reinforced MMCs.